JP4779611B2 - 表面被覆切削インサートの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インサート着脱式の各種工具に取り付けられて切削加工に用いられる表面被覆切削インサートの製造方法に関するものである。

切削インサートは、炭化タングステン基超硬合金、炭窒化チタン基サーメット、またはセラミックスなどの硬質材料を母材とする、例えば多角形平板状のインサート本体の、すくい面と逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されたものであり、インサート着脱式の工具に取り付けられて金属被削材の切削加工に広く使用されている。また、かかる切削インサートでは、主としてその耐摩耗性を向上させるために、インサート本体の表面に、例えば元素周期律表のＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属およびＡｌ、Ｓｉのうち１種の炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、またはその複合化合物により単層または２層以上の多層に形成された被覆層を被覆した表面被覆切削インサートも提案されている。

そして、さらにこのような表面被覆切削インサートでは、例えば特許文献１、２に、このような被覆層の一部を機械的に除去したり、あるいは被覆層の表面を平滑化するようにしたものも提案されている。すなわち、特許文献１には、α−Ａｌ_２Ｏ_３層上に形成したＴｉＣｘＮｙＯｚ層を切刃ラインのみから、あるいはすくい面と切刃ラインの両方から機械的に取り除き、逃げ面ではこのＴｉＣｘＮｙＯｚ層をそのまま残しておくことが開示されており、拡散クレータ摩耗や溶着（スミアリング）に対する抵抗性の強いＡｌ_２Ｏ_３をすくい面と切刃の最外層とし、逆に逃げ面では相対的に早期に摩耗するＡｌ_２Ｏ_３に代えて、フランク摩耗に対する抵抗性の強いＴｉＣｘＮｙＯｚを最外層とすることで、すくい面と逃げ面において同時に優れた摩耗抵抗を発揮することが開示されている。なお、機械的な除去としては、ブラッシングやポリシング、乾式や湿式のブラスティング処理が挙げられている。

また、特許文献２においては、切刃が未使用か使用済みであるかを簡単に検出することを可能にするため、逃げ面上に使用状態表示層を設けることが示されている。さらに望ましくは減摩被膜としてＡｌ_２Ｏ_３層を被覆してから最外層としてＴｉＮ層を被覆した後に、すくい面および切刃から使用状態表示層であるＴｉＮ層をブラシやサンドブラストにより機械的に除去する方法が示されている。
特開平８−５２６０３号公報 特開２００２−１４４１０８号公報

このような特許文献１、２に記載された被覆層の機械的な除去のうち、ブラシを用いたブラッシングやポリシング処理では、例えば砥粒が含有されたナイロンブラシやダイヤモンドペーストを添加した動物毛のブラシあるいは弾性砥石などによって切削インサートの表面を磨き上げるような処理となる。

しかしながら、このような処理は、通常の切削インサートにおける切刃のホーニング処理やラップ処理にも適用されるように加工エネルギーの高いものであり、しかもインサート本体のうち特に突出した切刃の形成される上記交差稜線部に加工エネルギーが強く作用するため、この交差稜線部において最外層のＴｉＣｘＮｙＯｚ層やＴｉＮ層の除去にとどまらず、その下のＡｌ_２Ｏ_３層までもが局所的に薄く研磨されてしまうおそれもある。また、乾式のサンドブラストのようなブラスティング処理においても、やはり加工エネルギーが高くなってしまい、最外層を除去して露出させられたＡｌ_２Ｏ_３層の表面に研磨傷等を発生させて、特に逃げ面の表面粗さを劣化させたり、インサート自体の靱性の低下を招いたりするおそれがある。

さらに、上述のブラシや弾性砥石を用いたブラッシング、ポリシングでは、切削インサートの片面ずつしか処理することができず、特に平板状のインサート本体の表裏両面に切刃が形成されたネガティブタイプの切削インサートなどに対しては、処理効率が低下することが避けられない。また、サンドブラストによる乾式あるいは湿式のブラスティング処理でも、例えば硬質ウレタン等の治具に形成した孔に切削インサートを嵌め込んだり、治具上に設けたピンを切削インサートの取付孔に挿入したりして該切削インサートを治具上にセットした上で、ブラスティング処理を施す場合には、やはり片面ずつしか処理ができないとともに、サンドブラストの研磨材の噴射方向が一方向であると切削インサートの全周が均一に処理されず、切刃やすくい面の状態が部分的に異なる切削インサートが製造されてしまう。

本発明は、このような背景の下になされたもので、インサート本体表面に被覆層が形成された切削インサートに被覆層の一部を除去したり表面を平滑化したりする処理を施す場合に、必要以上に被覆層が除去されてしまったり、却って表面粗さが劣化したりすることがなく、しかも均一で効率的な処理が可能な表面被覆切削インサートの製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、炭化タングステン基超硬合金、炭窒化チタン基サーメット、またはセラミックスを母材とする多角形平板状のインサート本体の表面に被覆層が形成された表面被覆切削インサートを、軸線回りに回転可能な一対の回転軸により、上記インサート本体のすくい面が上記軸線の方向に向けられるように挟み込んで保持しつつ上記軸線回りに回転させながら、ブラストガンにより上記表面被覆切削インサートの表面に研磨液を噴射してウェットブラストを行うことを特徴とするものである。

本発明において表面被覆切削インサートに施されるウェットブラスト処理は、噴射研磨材を含有した液体（一般的には水）である研磨液を被処理物に噴射して研磨を行うものであり、上述のような弾性砥石やブラシを用いた機械加工はもとより、乾式のサンドブラストのようなブラスト処理と比べても、液体が被処理物との間で噴射研磨材の運動エネルギーを減衰させるため、加工エネルギーの比較的弱いソフトな加工となる。このため、本発明のような表面被覆切削インサートの被覆層の一部除去や表面平滑化に用いることにより、被覆層を必要以上に除去しすぎて該被覆層が局所的に薄くなってしまったり、表面粗さが劣化したりするのを防ぐことができる。また、特に上記交差稜線部においても、局所的に加工エネルギーが強く作用することがないので、切刃が形成されるこの交差稜線部のみが過処理となることもない。

そして、さらに本発明の製造方法では、軸線回りに回転可能な一対の回転軸により表面被覆切削インサートを挟み込んで保持し、これらの回転軸によって切削インサートを回転させながら、ブラストガンによって該表面被覆切削インサートの表面に研磨液を噴射してウェットブラストを行うことにより、切削インサートの全周に亘って均一な処理を施すことができるとともに、上記軸線方向において切削インサートの両側にブラストガンを備えることにより、インサート本体の表裏両面に切刃が形成されたネガティブタイプの切削インサートでも、両面の処理を同時に行うことができて効率的である。さらに、こうして回転軸で切削インサートを挟み込んで保持することにより、例えば上述した孔やピンを備えた治具にインサートをセットする場合などに比べて自動化が容易であり、ブラスト処理の自動化も可能であることから、量産により経済的に、しかも安定した品質の表面被覆切削インサートを製造することができる。

ここで、上記ブラストガンからの研磨液の噴射圧力や研磨液中の研磨材の含有量、あるいは切削インサートとブラストガンとの距離等が一定であれば、ウェットブラストによって切削インサートの各部が受ける被処理量（研磨量）は、切削インサートがウェットブラスト処理を受ける時間すなわち回転時間と、軸線回りの切削インサートの回転数すなわち回転速度とに影響を受け、回転時間が短かすぎると被処理量が少なくなって十分な表面平滑化が図られなくなるおそれがある一方、長すぎると必要以上に被覆層が除去されるおそれが生じる。また、このウェットブラスト処理を受ける間の回転軸の回転速度すなわち切削インサートの回転速度が速すぎると、やはり十分な平滑化が困難となるおそれがある一方、回転速度が遅すぎると各部が集中的に処理を受けて、ウェットブラストとはいえ局所的に被覆層が薄くなるおそれがある。従って、このように回転軸に保持されて回転させられる切削インサートに対し、より確実かつ十分に均一な処理を図るには、上記ブラストガンによってウェットブラストを行う間の上記回転軸の回転時間と回転速度とを制御するのが望ましい。

ところで、上述のような切削インサートは、いわゆる丸駒インサートと称される円板状のものを除いて、一般に上述のように多角形平板状等に形成されており、従ってブラストガンと回転軸の軸線との距離が一定でも、ウェットブラスト処理が施されるインサート本体表面の被覆層とブラストガンとの距離は回転に伴って変化することになり、従って各部位が受ける被処理量にも相違が生じることになる。その一方で、このような多角形平板状の切削インサートにおいて、その多角形面の辺稜部を切刃とした場合に、該切刃のうちでも実際に切削加工に関与するのはこの多角形面の角部側の限られた範囲となることが多く、従ってこの角部すなわちコーナ部側では切刃や、該切刃が形成される交差稜線部に連なるすくい面や逃げ面に集中的な処理を施すとともに、その他の部位では処理を抑制して効率化を図ることが要望されるような場合もある。

そこで、このような多角形平板状の切削インサートでも、回転に伴って距離が離れるために処理され難くなる部分の処理を促すとともに、距離が近づくために処理され易くなる部位では処理を抑制することにより、インサート本体の全周に亘ってより確実に均一な処理を図ったり、あるいは逆に上記コーナ部等では集中的な処理を促すとともに、他の部位では処理を抑制することで一層の効率化を図ったりするには、上記回転軸が上記軸線回りに１回転する間に、１または複数の回転角度領域で、上記回転軸の回転速度を変化させることが望ましい。

すなわち、距離が離れて処理され難くなる部位や処理を集中させたい部位がブラストガンに対向する位置にあるときの回転軸の上記回転角度領域では、この回転軸の回転速度を低減することにより、上記部位に十分なウェットブラスト処理を施すことができ、逆に処理され易い部位や簡略化したい部位では回転速度を速めることで処理を抑制することができる。特に、上記回転軸が上記軸線回りに１回転する間に、１または複数の回転角度位置で、上記回転軸の回転を停止することにより、この回転角度位置でブラストガンに対向した部位には、さらに確実かつ十分なウェットブラスト処理を施すことが可能となる。

一方、例えば上述のような多角形平板状の切削インサートの側面に形成された逃げ面に主としてウェットブラスト処理を施す場合には、上記ブラストガンによる研磨液の噴射方向が上記軸線に対してなす噴射角は９０°に設定されることになり、また多角形面に形成されるすくい面に主としてウェットブラスト処理を施す場合には、この噴射角が０°に設定されることになり、さらにこれら逃げ面とすくい面との双方に処理を施す場合には噴射角が鋭角に設定されることになる。従って、この噴射角を調整可能とすれば、処理を施す部位に応じて好適な噴射方向を設定することが可能となる。

また、例えば上記特許文献１に記載のようにα−Ａｌ_２Ｏ_３層上に形成したＴｉＣｘＮｙＯｚ層を切刃ラインのみから除去するような場合、この切刃ライン以外の部分では被覆層が除去されないようにするには、切削インサート表面の被覆層上にマスキングを施すことが望ましい。そして、このような場合に、本発明の製造方法においては、この表面被覆切削インサートを一対の回転軸により挟み込んで保持するため、これら一対の回転軸のうち少なくとも一方の先端部にマスキング部材を取り付けることにより、こうして一対の回転軸で挟み込むだけで表面被覆切削インサートの表面をマスキングしつつウェットブラストを行うことができ、例えば処理を施す切削インサート一つ一つの表面にマスキング処理を施したりするのに比べて大幅に作業を簡略化することができ、このようなウェットブラスト処理が施された表面被覆切削インサートを量産する場合でも、容易にこれに対応することが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態に係わる表面被覆切削インサートの製造装置の一例を示すものであり、図２は、この製造装置を用いた本発明の一実施形態を説明するものである。このうち、図１に示す製造装置においては、一対の回転軸１がその先端同士を互いに対向させるように間隔をあけて、例えば水平方向に延びる軸線Ｏ回りに互いに同方向に回転可能に同軸に支持されているとともに、この軸線Ｏに対する側方（図１では上側）には、図２に示すようにこれらの回転軸１間に保持される表面被覆切削インサートＷの表面に研磨液Ｇを噴射することによりウェットブラストを行うブラストガン２が備えられている。

ここで、本実施形態によりウェットブラスト処理が施される上記表面被覆切削インサートＷは、そのインサート本体１１が、炭化タングステン基超硬合金、炭窒化チタン基サーメット、またはセラミックスを母材とした焼結合金により図３に示すように多角形平板状（図３では菱形平板状）に形成され、すなわちその表面が、互いに平行とされた一対の多角形面と、これらの多角形面の周囲に配されて当該インサート本体１１の厚さ方向（図３における上下方向）に延びる複数の側面とを備えている。また、上記多角形面の中央には、このインサート本体１１をインサート着脱式切削工具の取付座に装着するための取付孔１２が、該インサート本体１１を上記厚さ方向に貫通するように形成されて開口させられている。

そして、このインサート本体１１の上記多角形面にはすくい面１３が形成されるとともに上記側面には逃げ面１４が形成され、これらすくい面１３と逃げ面１４との交差稜線部１５、すなわち上記多角形面の辺稜部に、切刃１６が形成されている。ただし、上述のような多角形平板状のインサート本体１１を有する切削インサートでは、その多角形面の辺稜部のすべてが切刃１６として使用されることは少なく、特に菱形平板状の切削インサートでは、その菱形面のうち鋭角をなすコーナ部１７側の辺稜部が専ら切刃１６として使用される。

さらに、上記表面被覆切削インサートＷは、すくい面１３が形成された一対の多角形面と逃げ面１４が形成された４つの側面とが交差稜線部１５を介して互いに垂直に交差する方向に延びるネガティブタイプのインサートとされており、従って上記コーナ部１７を挟む表裏８つの辺稜部に切刃１６が形成されて、インサート本体１１を上記取付孔１２回りに１８０°回転させて、また表裏反転させての切刃１６の使い回しが可能とされる。なお、この切刃１６が形成される上記交差稜線部１５には丸ホーニング等のホーニングが施されていてもよい。

このようなインサート本体１１の表面には、上述のような母材の上に、被覆層１８が形成されている。この被覆層１８は、例えば元素周期律表のＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属およびＡｌ、Ｓｉのうち１種の炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、またはその複合化合物により単層または２層以上の多層に形成されたものであって、インサート本体１１表面の全体に被覆されている。ただし、この被覆層１８が元素周期律表のＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属およびＡｌ、Ｓｉの１種の炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、またはその複合化合物の層を有している場合には、この元素周期律表のＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属はＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｒのうちから選択されることが望ましい。

なお、このような被覆層１８は、公知の化学蒸着法（ＣＶＤ）や物理蒸着法（ＰＶＤ）等によって形成可能であるが、特に高温で被覆され、しかも負荷の高い高能率加工で使用される化学蒸着法によって形成されるのが望ましい。また、被覆されるインサート本体１１の母材の表面は、研磨されていてもよいが、焼結肌のままのいわゆるＭ級精度であってもよい。

このような表面被覆切削インサートＷにウェットブラスト処理を施す上記製造装置は、上述のような取付孔１２をインサート本体１１に有する切削インサートＷ用のものであって、上記回転軸１の先端部には、それぞれその先端側に向けて例えば円錐状に先細りとなる硬質ウレタンゴム等の弾性材製のキャップ３が取り付けられている。また、これら一対の回転軸１のうち少なくとも一方は軸線Ｏ方向に進退可能とされており、この軸線Ｏ方向にインサート本体１１の上記厚さ方向を一致させて両回転軸１間に切削インサートＷを配置し、上記少なくとも一方の回転軸１を他方に向けて前進させることにより、取付孔１２の開口部にキャップ３がそれぞれ密着して該切削インサートＷが保持され、かつ回転軸１と一体に回転可能とされる。従って、こうして保持された表面被覆切削インサートＷは、図２に示すようにそのすくい面１３が軸線Ｏに垂直に該軸線Ｏ方向に向けられるとともに、逃げ面１４は軸線Ｏに平行とされることになる。

一方、ブラストガン２は、液体に噴射研磨材を混合した上記研磨液Ｇを圧縮空気の圧力により、その先端のノズル４から上記回転軸１の間に挟まれて保持された表面被覆切削インサートＷに向けて噴出してウェットブラストを行うものであり、研磨液Ｇの液体としては通常水が用いられ、また噴射研磨材としてはアルミナ、ジルコニア、樹脂系、ガラス系などの硬質のメディアが種々使用可能であり、粒径としては約１０〜５００μｍ程度、特に１０〜２００μｍ程度の微粒のものがより好ましい。なお、研磨液Ｇ中の研磨材の含有量は、例えばメディアとしてアルミナを使用する場合には１５〜６０wt％、上記圧縮空気の圧力（噴射圧力）は０．０５〜０．３ＭＰａの範囲が好ましい。

さらに、このブラストガン２は、上記軸線Ｏに対する研磨液Ｇの噴射角θ、すなわちノズル４からの研磨液Ｇの噴射方向が軸線Ｏに対してなす角度が０〜９０°の範囲で調整可能とされている。従って、上述のようにすくい面１３が軸線Ｏ方向に向けられた表面被覆切削インサートＷに対しては、このすくい面１３側から噴射角θが軸線Ｏに対して０〜９０°とされ、すなわち後述するように噴射角θが０°で該すくい面１３に対向して軸線Ｏおよび逃げ面１４に平行な方向から、図２に示すように噴射角θが９０°で逃げ面１４に対向して軸線Ｏおよびすくい面１４に垂直な方向までの間で、研磨液Ｇの噴射方向が設定可能とされる。なお、図示の例では研磨液Ｇがノズル４から上記噴射角θの方向に沿って平行に噴射させられているが、該噴射角θの方向に延びる直線を中心とした円錐状等に研磨液Ｇが噴射させられてもよい。

また、上記回転軸１を軸線Ｏ回りに回転させる回転駆動手段は、図示されない制御手段によって適宜制御可能とされている。この制御手段においては、例えば回転軸１の回転時間すなわち表面被覆切削インサートＷがウェットブラスト処理を受ける時間と、回転軸１の回転数すなわち表面被覆切削インサートＷの回転速度とが制御される。また、回転軸１が１回転、すなわち切削インサートＷが軸線Ｏ回りに１回転する間に、該切削インサートＷの表面がブラストガン２から研磨液Ｇの噴射を受ける位置に対応して予め設定された１または複数の回転角度領域で回転軸１の上記回転速度を断続的あるいは連続的に変化させたり、予め設定された１または複数の回転角度の位置で回転軸１および表面被覆切削インサートＷの回転を所定時間停止したりするように制御してもよい。さらに、上記ブラストガン２からの研磨液Ｇの噴射もこの制御手段によって制御して、研磨液Ｇの噴射の開始や停止を行ったり、回転軸１および切削インサートＷが上述のような所定の回転角度領域や回転角度位置にあるときには研磨液Ｇの上記噴射圧力を断続的あるいは連続的に変化させたりしてもよい。

このような製造装置を用いた本実施形態の製造方法では、図２に示すようにブラストガン２の上記噴射角θが９０°となるように設定されており、このため研磨液Ｇは、表面被覆切削インサートＷの逃げ面１４に対しては、該逃げ面１４に対向して上記厚さ方向および軸線Ｏに垂直な方向から噴射させられることになる。従って、上述のように一対の回転軸１間に表面被覆切削インサートＷを保持して回転させつつブラストガン２によってウェットブラストを施すと、本実施形態ではインサート本体１１表面の上記逃げ面１４上に被覆された被覆層１８が主として研磨されて平滑化されたり必要に応じて除去されたりして処理されるとともに、例えば逃げ面１４とすくい面１３との交差稜線部１５においても、その逃げ面１４側の部分に処理が施される。

そして、このウェットブラスト処理が、上述のように噴射研磨材を含有した液体である研磨液を切削インサートＷに噴射してその表面の研磨等の処理を行うものであるため、弾性砥石やブラシによる機械加工と比べては勿論、サンドブラストのような乾式のブラスト処理と比べても、研磨液の液体によって研磨材の運動エネルギーが減衰させられ、加工エネルギーの比較的弱いソフトな加工となる。従って、処理によって被覆層１８が必要以上に除去されすぎて局所的に薄くなってしまったり、研磨傷が発生して表面粗さが却って劣化したりするのを防ぐことができ、また特に上記交差稜線部１５においても局所的に加工エネルギーが強く作用することがないので、切刃１６が形成されるこの交差稜線部１５のみが過処理となってしまうようなこともない。

さらに、こうしてウェットブラスト処理を施す際に、上記製造方法では、軸線Ｏ回りに回転可能な一対の回転軸１によって表面被覆切削インサートＷを挟み込んで保持しつつ、これらの回転軸１によって切削インサートＷを回転させながらウェットブラストを行っており、従って切削インサートＷに対して一方向から処理を施すのと比べて、切削インサートＷの全周に亘って満遍なくムラのない均一な処理を図ることができる。さらに、こうして回転軸１で切削インサートＷを挟み込んで保持する構成とすることにより、上述した孔やピンを備えた治具にインサートをセットする場合などに比べても、例えば該回転軸１の上記進退によって切削インサートＷを保持することができるために自動化が容易であり、ブラスト処理の自動化も可能であることとも相俟って、かかる処理が施された表面被覆切削インサートＷを量産化して経済的に、しかも安定した品質で製造することができる。

一方、本実施形態では、上記ブラストガン２によってウェットブラストを行う間の回転軸１の回転時間を上記制御手段によって制御するようにしており、従って回転時間すなわち処理時間が短かすぎて十分な表面平滑化等が図られなくなったり、逆に回転時間が長すぎて必要以上に被覆層がブラストを受けることにより不用意に除去されてしまったりするのを防ぐことができる。また、これに合わせて、該制御手段により回転軸１の回転速度すなわち処理される切削インサートＷの回転速度も制御されるので、回転速度が速すぎてやはり十分な平滑化が図られなかったり、逆に回転速度が遅すぎて切削インサートＷの各部が集中的に処理を受けることにより局所的に被覆層１８が薄くなったりすることもなく、従ってより確実かつ十分に均一な処理を図ることができる。

ところで、本実施形態によりウェットブラスト処理が施される上述の菱形平板状のような多角形平板状の切削インサートＷは、ブラストガン２の位置を固定して回転軸１の軸線Ｏとの距離を一定としても、その表面の被覆層１８とブラストガン２先端のノズル４との距離は回転に伴って変化するため、ウェットブラストによって切削インサートＷの各部位が受ける被処理量にも相違が生じることになる。例えば、上記菱形面の鋭角のコーナ部１７においては、当該切削インサートＷの中心となる上記取付孔１２の中心線からの距離が遠くなるため、該中心線と同軸となる回転軸１の軸線Ｏからの距離も長くなり、逆に回転に伴ってこのコーナ部１７がブラストガン２のノズル４に向いたときの該ノズル４との距離は切削インサートＷの他の部位よりも近くなるので、研磨液Ｇが強く吹き付けられることになって被処理量も多くなる。また、これとは逆に、上記中心線からの距離が近い鈍角のコーナ部やインサート本体１の側面のうち該中心線を中心とした円に内接する部位では、被処理量は少なくなる。

そこで、このような場合でも表面被覆切削インサートＷの全周に亘って均一な処理を施すには、上記制御手段によって上述したように回転軸１が軸線Ｏ回りに１回転する間に、１または複数の回転角度領域でこの回転軸１の回転速度を変化させ、鋭角のコーナ部１７がブラストガン２側に向けられるような回転角度領域では相対的に回転速度を速めて被処理量を抑制する一方、鈍角のコーナ部や上述した側面の内接部位では回転速度を相対的に遅くして、十分な被処理量を確保するようにすればよい。また、特にこのような被処理量の少なくなる部位で確実に被処理量を確保するには、回転軸１が軸線Ｏ回りに１回転する間に、これらの部位がブラストガン２側に向けられるような１または複数の回転角度位置で、この回転軸１の回転を、必要な被処理量が確保されるような所定の時間だけ停止するように制御すればよい。

一方で、このような多角形平板状の切削インサートＷにおいては、上述のようにその多角形面の辺稜部に形成される切刃１６のうち、実際に切削加工に関与するのはこの多角形面の角部、特に上記鋭角のコーナ部１７側の限られた範囲となることが多い。従って、場合によっては上記とは逆に、この切削加工に関与するコーナ部１７周辺の切刃１６や、該切刃１６が形成される交差稜線部１５に連なるすくい面１３、逃げ面１４に集中的な処理を施して十分な被処理量を確保する必要が生じるようなこともある。また、このような切削加工に関与する部分以外の上記鈍角コーナ部や内接部位では被処理量を抑制することにより、ウェットブラスト処理の効率化を図ることが要望されることも考えられる。

従って、このような場合には、上記制御手段によって回転軸１が軸線Ｏ回りに１回転する間に、１または複数の回転角度領域でこの回転軸１の回転速度を変化させるにしても、上記の場合とは逆に、鋭角のコーナ部１７がブラストガン２側に向けられるような回転角度領域や回転角度位置では、相対的に回転速度を遅くしたり回転を所定時間停止したりして被処理量を確保する一方、鈍角コーナ部や上記内接部位がブラストガン２側に向けられるような回転角度領域では相対的に回転速度を速めるように制御すればよい。なお、本実施形態のような菱形平板状の切削インサートＷでは、鋭角のコーナ部１７が２箇所ずつ表裏対称に形成されているので、上記回転角度領域あるいは回転角度位置は２箇所となるが、これらの回転角度領域や回転角度位置の数は、切削インサートＷの形状や必要とされる処理に応じて１または複数を適宜設定すればよい。

さらに、こうして回転軸１の回転時間と回転速度を制御したり、予め設定された回転角度領域で回転軸１の回転速度を変化させたり、回転軸１を停止したりするのと合わせて、あるいはこれらの制御とは別に、上記制御手段によって研磨液Ｇの噴射を制御することによっても、切削インサートＷの各部位での被処理量を調整することができる。すなわち、切削インサートＷの被処理量を増大させたい部位がブラストガン２側を向くような回転軸１の回転角度領域あるいは回転角度位置では、相対的に高噴射圧力でウェットブラストを施す一方、被処理量を抑制したい部位がブラストガン２側を向く回転軸１の回転角度領域あるいは回転角度位置では、相対的に低い噴射圧力でウェットブラストを施すことにより、回転時間や回転速度を制御、変化、または回転を停止するのと同様の効果が得られる。勿論、これらの制御を組み合わせれば一層効果的である。

また、本実施形態では軸線Ｏに対する上記噴射角θが９０°とされていて、逃げ面１４および交差稜線部１５のうち逃げ面１４側の部分にウェットブラスト処理が施されるので、この逃げ面１４の表面平滑化を図ることができる。従って、このように処理が施されて製造された表面被覆切削インサートＷによれば、例えば該切削インサートＷをインサート着脱式の切削工具の工具本体に形成された取付座に装着する際、一方の鋭角コーナ部１７側の切刃１６を切削加工に供するのに他方の鋭角コーナ部１７側の逃げ面を上記取付座の壁面に当接させたときの位置決め精度を向上させることができ、また切削インサートＷを反転させてコーナ部１７を交換したときの切刃１６の位置の再現性もよく、このため当該切削インサートＷによる加工精度の向上を図ることができる。

その一方で、本実施形態によれば、切削インサートＷのすくい面１３側の部分はウェットブラストによる処理の影響が少ないので、その表面に形成した上述のような被覆層１８をそのまま残存させることができる。また、上述のような被覆層１８は黄色やクリーム色、金色、あるいは白色系統等の明るい色調を呈するように調整可能なので、切削時に切屑がすくい面１３を擦過して被覆層１８を削り取ったり、あるいはこの擦過によって発生する摩擦熱によって被覆層１８が変色したりすると、たとえ照明が不十分な切削加工の作業現場であってもこれを容易に確認することができ、切刃１６の使用・未使用を確実に識別することが可能となって、使用済みの切刃１６を再使用してしまったり、逆に未使用の切刃１６が残ったまま切削インサートＷが廃棄されてしまったりするのを防ぐことも可能となる。さらに、本実施形態では、回転軸１が１周することで切削インサートＷの処理を施す逃げ面１４が形成される側面も１周するので、図２に示すように１本のブラストガン２によって処理が可能であるという利点も得られる。ただし、効率を向上させるために２本以上のブラストガン２を配置してもよい。

なお、本実施形態ではこのように上記噴射角θを９０°として１本のブラストガン２により切削インサートＷの主として逃げ面１４にウェットブラスト処理を施しているが、この噴射角θを調整して、図４に示す実施形態のように０°、すなわち回転軸１の軸線Ｏとブラストガン２からの研磨液Ｇの噴出方向とが平行となるように設定することにより、切削インサートＷの上記多角形面に形成されるすくい面１３や交差稜線部１５のうちこのすくい面１３側の部分のウェットブラスト処理を行うこともできる。さらに、この実施形態に係る製造装置では、複数（本実施形態では２つ）のブラストガン２が、回転軸１の軸線Ｏを挟んで反対側に、しかも切削インサートＷが保持される一対の回転軸１の間の部分を挟んでも軸線Ｏ方向に反対側に位置し、すなわち保持された切削インサートＷの厚さ方向に反対側に位置して、それぞれノズル４を該切削インサートＷ側に向けるように配置されている。

このような製造装置による実施形態では、被覆層１８が形成された表面被覆切削インサートＷのうち、主としてインサート本体１の多角形面に形成される上記すくい面１３と、上記交差稜線部１５のうちのこのすくい面１３側に連続する部分を処理することが可能となる。従って、本実施形態によれば、製造される切削インサートＷのすくい面１３の平滑化を図ることができるので、該すくい面１３上を擦過する切屑との摩擦を低減して切削抵抗の抑制を図ることが可能な切削インサートＷを提供することができる。さらに、本実施形態では複数のブラストガン２が切削インサートＷの厚さ方向に反対側に位置して配置されているので、切削インサートＷが回転軸１とともに回転する間に、インサート本体１の表裏両方の多角形面に同時にウェットブラスト処理を施すことができ、これら表裏両面にすくい面１３および切刃１６が形成されるネガティブタイプの切削インサートＷに対しても効率的な処理を行うことが可能となる。

さらに、このような製造装置による本発明の製造方法では、噴射角θを調整することにより、図２や図４に示した以外に、図５に示す実施形態のように噴射角θが軸線Ｏに対して０°より大きく９０°未満の鋭角（図５では４５°）をなすように配置することもでき、この場合には、例えばブラストガン２による研磨液Ｇの噴射の中心線を上記交差稜線部１５付近に合わせることにより、１つのブラストガン２で上記交差稜線部１５と、この交差稜線部１５に交差する切削インサートＷの逃げ面１４およびインサート本体１１の一方の多角形面に形成されるすくい面１３とを同時にウェットブラスト処理することができる。従って、上記実施形態と同様に、この図５に示すように複数（本実施形態でも２つ）のブラストガン２を、回転軸１の軸線Ｏを挟んで反対側、かつ一対の回転軸１の間の部分を挟んでも軸線Ｏ方向に反対側に位置させて、それぞれノズル４を該切削インサートＷ側に向けるように配置することにより、切削インサートＷの表面全体を回転軸１の回転に伴って同時にウェットブラスト処理することができ、一層効率的である。

ところで、これら図４および図５に示した実施形態のように、特に切削インサートＷのすくい面１３にウェットブラスト処理を施す場合には、例えば上述のような明るい色調を呈する被覆層１８が確実にすくい面１３上に残るようにして、切屑の擦過による切刃１６の使用・未使用が容易に識別可能となるようにする必要性が生じることが考えられる。そこで、このような場合に、上記被覆層１８が所定の部分ではウェットブラスト処理の影響を受けずに残されるようにするには、図６に示す実施形態のように、表面被覆切削インサートＷを挟み込んで保持する一対の回転軸１のうち少なくとも一方（図６では両方）に、その先端の上記キャップ３に代えて、切削インサートＷの表面のうちウェットブラスト処理を施さない部分をマスキングするマスキング部材５を取り付ければよい。

ここで、このマスキング部材５は、上記キャップ３と同様に硬質ウレタンゴムよりなる弾性材のような密着性のよい材質により、上述のように切削インサートＷの表面のうちウェットブラスト処理を施さずに被覆層１８を確実に残存させるべき部分、あるいはウェットブラスト処理を施す必要のない部分の寸法、形状に合わせて形成され、本実施形態では上記多角形面に形成されるすくい面１３において、切屑の擦過による切刃１６の使用・未使用を識別し得る切刃１６から所定の距離だけ離れた内側の領域をマスキングするように形成されている。また、ブラストガン２は図５に示した実施形態と同様に、軸線Ｏに対して鋭角（４５°）をなす複数（２つ）のブラストガン２が、その傾斜角θを互いに等しくして、回転軸１の軸線Ｏを挟んで反対側、かつ一対の回転軸１の間の部分を挟んでも軸線Ｏ方向に反対側に、該回転軸に保持された切削インサートＷ側にノズル４を向けるように配置されている。

従って、このような実施形態によれば、上記マスキング部材５によって被覆層１８を残すべき部分がマスキングされ、切削インサートＷ表面のうちこのマスキング部材５からはみ出した部分のみにウェットブラスト処理が施されるので、例えば上述のようにすくい面１３に切刃１６の使用・未使用を識別する領域が形成された表面被覆切削インサートＷを確実に製造することができる。また、本実施形態ではマスキング部材５が回転軸１の先端に取り付けられているので、回転軸１でインサート本体１１を挟み込むだけで精度よくマスキングができて操作が容易であり、このようなウェットブラスト処理が施された表面被覆切削インサートＷを量産する場合でも、容易にこれに対応することが可能となる。

なお、このように切刃１６の使用・未使用を識別する領域をすくい面１３に形成する場合でも、上述のような多角形平板状の切削インサートＷでは、その多角形面の辺稜部のうち切刃１６として切削加工に関与するのは、該多角形面の角部、例えば上記コーナ部１７側だけであることが多いので、それ以外の部分ではマスキング部材５によるマスキングを行わないでウェットブラスト処理を施すようにしてもよい。

一方、上記各実施形態の製造方法では、インサート本体１１に取付孔１２が形成されたネガティブタイプの表面被覆切削インサートＷにウェットブラスト処理を施す場合について説明したが、取付孔１２を備えない孔無しの切削インサートＷにウェットブラスト処理を施すには、例えば図１等に示した先端が先細りとされた上記キャップ３に代えて、図７に示すように先端面が軸線Ｏに垂直な平坦面とされたキャップ６を用いればよい。勿論、図６に示したマスキング部材５の先端面を、このキャップ６の先端面と同様に軸線Ｏに垂直な平坦面として、取付孔１２のないインサート本体１１でも該マスキング部材５でマスキングされた以外の所望の範囲にウェットブラストを施すようにしてもよい。

また、すくい面１３と逃げ面１４とが鋭角に交差する方向に配されて、この逃げ面１４に予め逃げ角が与えられるようにされた、例えばポジティブタイプの切削インサートＷの逃げ面１４にウェットブラスト処理を施す場合には、図８に符号Ａで示すようにブラストガン２からの研磨液Ｇの噴射角θが図２に示したのと同様に軸線Ｏに対して９０°とされていてもよく、あるいは図８に符号Ｂで示すように、すくい面１３とは反対側に向けて軸線Ｏに対する噴射角θが鋭角をなすようにされていてもよく、符号Ａ、Ｂいずれかの姿勢を選択してブラストガン２を配設すればよい。

このうち、符号Ｂで示した場合には、逃げ面１４に与えられる逃げ角に応じて噴射角θを設定することで、研磨液Ｇの噴射方向を該逃げ面１４に垂直な方向に近づけて効率的なブラスト処理を図ることができる。なお、このようなポジティブタイプの切削インサートＷでも、すくい面１３にウェットブラスト処理を施すには図４や図５、６に示したのと同様に該すくい面１３側から軸線Ｏに対して０°以上９０°未満の傾斜角θでブラストガン２を配置して、そのノズル４をすくい面１３側に向けて研磨液Ｇを噴射するようにすればよい。

本発明の一実施形態に係わる製造装置を示す図である。 図１に示す製造装置によりウェットブラスト処理を施して表面被覆切削インサートＷを製造する場合の、本発明の一実施形態を説明する図である。 図２の実施形態によりウェットブラスト処理が施される表面被覆切削インサートＷの一例を示す斜視図である。 本発明の製造方法の他の実施形態を説明する図である。 本発明の製造方法の他の実施形態を説明する図である。 本発明の製造方法の他の実施形態を説明する図である。 本発明の製造方法の他の実施形態を説明する図である。 本発明の製造方法の他の実施形態を説明する図である。

符号の説明

１ 回転軸
２ ブラストガン
５ マスキング部材
１１ インサート本体
１３ すくい面
１４ 逃げ面
１５ 交差稜線部
１６ 切刃
１７ コーナ部
１８ 被覆層
Ｗ 表面被覆切削インサート
Ｏ 回転軸２１の軸線
θ 軸線Ｏに対するブラストガン２の噴射角

Claims (6)

1. 炭化タングステン基超硬合金、炭窒化チタン基サーメット、またはセラミックスを母材とする多角形平板状のインサート本体の表面に被覆層が形成された表面被覆切削インサートを、軸線回りに回転可能な一対の回転軸により、上記インサート本体のすくい面が上記軸線の方向に向けられるように挟み込んで保持しつつ上記軸線回りに回転させながら、ブラストガンにより上記表面被覆切削インサートの表面に研磨液を噴射してウェットブラストを行うことを特徴とする表面被覆切削インサートの製造方法。
2. 上記ブラストガンによってウェットブラストが行われている間の上記回転軸の回転時間と回転速度とを制御することを特徴とする請求項１に記載の表面被覆切削インサートの製造方法。
3. 上記回転軸が上記軸線回りに１回転する間に、１または複数の回転角度領域で、上記回転軸の回転速度を変化させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面被覆切削インサートの製造方法。
4. 上記回転軸が上記軸線回りに１回転する間に、１または複数の回転角度位置で、上記回転軸の回転を停止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面被覆切削インサートの製造方法。
5. 上記ブラストガンによる研磨液の噴射方向が上記軸線に対してなす噴射角を調整可能とすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の表面被覆切削インサートの製造方法。
6. 上記一対の回転軸のうち少なくとも一方の先端部にマスキング部材を取り付けて、上記表面被覆切削インサートの表面をマスキングしつつウェットブラストを行うことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の表面被覆切削インサートの製造方法。

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